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作者：侯九霄;袁苏伟;朱海潮;
单位：海军工程大学船舶振动噪声重点实验室;
摘要：弹性背腔扩张式消声器相较于刚性背腔扩张式消声器具有更优良的低频消声性能。目前针对弹性背腔扩张式消声器的计算方法多为基于平面波假设的传递矩阵法，此类方法的计算误差随着声固耦合作用的增强而变大，且传统计算方法难以获得弹性边界条件下弹性结构的模态函数。因此，本文提出了一种基于能量原理、不依赖于平面波假设的计算方法。通过子结构分解法将弹性背腔扩张式消声器模型分解为三个子声腔，随后将声场的声压函数及弹性结构的位移函数分别展开为三维与二维切比雪夫级数形式，结合Rayleigh-Ritz法求解切比雪夫级数中的未知系数，从而得到消声器内部声压及传递损失，通过与有限元结果的对比验证了理论模型的正确性。最后，分析了其耦合特性并研究了边界约束和消声器参数对传递损失的影响规律。结果表明，弹性背腔扩张式消声器相较于刚性背腔具有更低的固有频率和更强的低频耦合作用。边界约束对传递损失的影响主要体现在1000 Hz以上，释放边界约束可使传递损失峰值向低频移动并增大峰值，从而提升消声性能。此外，背腔长度或半径的增大会使传递损失曲线向低频移动，其中背腔半径对消声器的声学性能影响更为显著；弹性壁厚度或杨氏模量的减小会使传递损失曲线进一步向低频移动。
关键词：弹性背腔;;耦合特性;;边界约束;;传递损失;;能量原理
基金资助：重点实验室基金一般项目（6142204220205）;; 青年人才托举工程项目（2021-JCJQ-QT-008）
